Уплотнение насоса

 

Изобретение позволяет образовывать с помощью объемных акустических волн динамически устойчивые вихри рабочего тела в радиальном зазоре на частоте естественного вихреобразования. способствующие снижению утечек в насосном агрегате. Уплотнение насоса содержит размещенный в расточке 1 корпуса 2 резонирующий элемент 7 в зиде неметаллического эвукопровода и закрепленный на его поверхности электроакустический преобразователь 4, который выполнен из отдельных излучающих элементов 8 в виде пьезоэлектрических пленок, соединенных посредством нижних и верхних электродов 5, 6, закрепленных на поверхности элемента 7, обращенной к подвижному элементу 3 насоса. 1 э.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 04 0 29/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4751914/29 (22) 23,10.89 (46) 30.10.91. БюлМ40 (71) Московский авиационный институт им.

Серго Орджоникидзе (72) Е.Н.Иванов (53) 621.671 (088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

М 1543127, кл. F 04 0 29/08, 1988. (54) УПЛОТНЕНИЕ НАСОСА (57) Изобретение позволяет образовывать с помощью объемных акустических волн динамически устойчивые вихри рабочего тела в радиальном зазоре на частоте естествен„„Я „„1687899 А1 ного вихреобразования, способствующие снижению утечек в насосном агрегате. Уплотнение насоса содержит размещенный 8 расточке 1 корпуса 2 резонирующий элемент 7 в виде неметаллического звукопровода и закрепленный на его поверхности электроакустический преобразователь 4, который выполнен из отдельных излучающих элементов 8 в виде пьезоэлектрических пленок, соединенных посредством нижних и верхних электродов 5, 6, закрепленных на поверхности элемента 7, обращенной к подвиж ому элементу 3 насоса. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1687899.Р

Изобретение относится к насосостроению и может применяться в качестве уплотнения подвижных элементов насоса для перекачивания химически чистых однофазовых веществ. 5

Цель изобретения — повышение надежности и герметичности путем улучшения ди- . намических характеристик вихреобразования.

На фиг.1 показано уплотнение насоса, 10 продольный разрез; на фиг,2 — вариант l(QH" струкции резонатора с составным звукопроводом.

Уплотнение насоса (фиг.1) содержит размещенный в расточке 1 корпуса 2 и ох- 15 ватывающий подвижный элемент 3 насоса (рабочее колесо) кольцевой электроакустический преобразователь 4 с системой верхних и нижних электродов 5 и 6 и резонирующий элемент 7, образующий с 20 электроакустическим преобразователем 4 резонатор, Резонирующий элемент 7 выполнен в аиде размещенного в расточке 1 корпуса 2 кольцевого неметаллического звукопровода, а электроакустический пре- 25 образователь 4 выполнен составным иэ огдельных излучающих элементов 8 в аиде пьезоэлектрических пленок, соединенных посредством верхних и нижних электродов .5 и 6 закрепленных на поверхности звуко- 30 провода 7, обращенной к подвижному элементу 3 насоса.

Звукопровод 7 выполнен составным иэ подложки 9 и р — слоя i0, сформированного на поверхности подложки 9 посредством 35 диффузии г;римеси, Резонирующий элемент 7 отделен от коргуса 2 звуконепроницаемой прокладки i1.

Резонатор, нагример, может быть выполнен из пьезоэлектрических пленок (ЕпО) 40 толщиной 1 мкм, изготовленных на кремниевой (Si) цилиндрической оболочке (5 — 10 мкм), вытравленной в более толстой оболочке (350 мкм), Для этого в кремниевой оболочке ориентации (110) диффузией примеси 45 формируется верхний р - слой, Электроды 5 и 6 выполнены из алюминия, Устройство работает следующим образом.

При включении насосного агрегата на- 50 чинает раскручиваться рабочее колесо 3.

Через образовавшийся .зазор между корпусом 2 и вращающимся элементом 3 происходят утечки рабочего тела. Одновременно от источника электрических сигналов (не ãIo- 55 казан) подается напряжение на электроды 5 и 6 электроакустич,cKoro преобразователя

4, который вследствие обратного пьезоэффекта и принципа суперпозиции волн отдельных излучающих элементов 8 формирует объемные акустические волны,.

Воздействие волнового (акустического) поля íà crpye жидкости (газа), протекающую через рабочий зазор, приводит к появлению интенсивного вихреобразования с увеличенными размерами вихрей, вызывающих увеличение угла раскрытия струи и ее турбулизацию.

Вихри имеют собственную частоту {частоту естествен ного вихреоб разо ва н ия) и на этой частоте (резонансной) наблюдается максимальное воздействие волнового поля на поток рабочего тела, которое должно быть чистым и однофазным, не имеющим границы раздела. В противном случае воздействие акустического поля незначительно вследствие отражения акустического поля незначительно вследствие отражения акустической энергии от поверхности раздела.

Звукопровод 7 служит для увеличения интенсивности акустической энергии.

Создание объемного акустического волнового поля, приводящего к интенсивному и устойчивому вихреобразованию и высокой герметичности, и размещение резонирующего элемента 7 в расточке корпуса 2 способствуют повышению надежности уплотнения за счет улучшения динамических характеристик.

Формула изобретения

1. Уплотнение насоса, содержащее размещенный в расточке корпуса насоса и охватывающий подвижный элемент насоса кольцевой электроакустический преобразователь с системой верхних и нижних электродов и резонирующий элемент, образующий с электроакустическим преобразователем резонатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения надежности и герметичности путем улучшения динамических характеристик вихреобразования, резонирующий элемент выполнен в виде размещенного в расточке корпуса кольцевого неметаллического звукопровода, а электроакустический преобразователь выполнен составным из отдельных излучающих элементов в виде пьезоэлектрических пленок, соединенных посредством верхних и нижних электродов и закрепленных на поверхности звукспровода, обращенной к подвижному элементу насоса.

2. Уплотнение по п.1. о т л и ч а е щ е ес я тем, что звукопрочод выполнен составным из подложки и р - слоя.

1687899

S0

Составитель IQ. Никитченко

Редактор И. Касарда Техред М.Моргентал Корректор M. Максимишинец, ° Заказ 3692 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101